沉陷量成果判讀

本研究以後軸單邊雙軸雙輪以 9 公尺*14 公尺*5 公尺為範圍，依 Plaxis 程式模擬分析 JW 透水鋪面混凝土舖面層為 25cm、20cm、15cm 及 10cm，碎石層為 10cm、20cm、30cm、40cm 及 50cm，與砂土、一般 黏土及軟弱黏土組合(如表 3.2.1 土壤參數)分析其瞬間沉陷量及各層變形 量及應變量，成果判讀後如下表 4.1~4.3。下圖 4.8 係以 JW25cm、碎石 層 50cm(以下以 JW25G50 標示)，其土壤為軟弱黏土之瞬間沉陷量圖。

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表 4.1 成果判讀軟弱黏土模擬 9 公尺*14 公尺*5 公尺瞬間沉陷量 軟弱黏土(Softclay)

Softclay 碎石厚度 G10 G20 G30 G40 G50

Jw25 1.JW( mm) 0.002 0.003 0.003 0.003 0.002 2.碎石層( mm) 0.020 0.051 0.099 0.151 0.220 5.軟弱黏土層( mm) 3.453 3.376 3.282 3.159 3.008 瞬間合計沉陷量( mm) 3.475 3.430 3.384 3.313 3.230

Jw20 碎石厚度 G10 G20 G30 G40 G50

1.JW( mm) 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 2.碎石層( mm) 0.027 0.074 0.141 0.215 0.313 5.軟弱黏土層( mm) 4.632 4.543 4.411 4.255 4.044 瞬間合計沉陷量( mm) 4.662 4.620 4.555 4.473 4.360

Jw15 碎石厚度 G10 G20 G30 G40 G50

1.JW( mm) 0.003 0.003 0.003 0.004 0.003 2.碎石層( mm) 0.038 0.109 0.212 0.333 0.454 5.軟弱黏土層( mm) 6.506 6.379 6.185 5.969 5.706 瞬間合計沉陷量( mm) 6.547 6.491 6.400 6.306 6.163

Jw10 碎石厚度 G10 G20 G30 G40 G50

1.JW( mm) 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 2.碎石層( mm) 0.044 0.151 0.311 0.456 0.618 5 軟弱黏土層( mm) 9.065 8.878 8.639 8.381 8.086 瞬間合計沉陷量( mm) 9.112 9.032 8.952 8.840 8.707

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表 4.2 成果判讀中等強度黏土模擬 9 公尺*14 公尺*5 公尺瞬間沉陷量 中等強度黏土(Medium clay)

Medium clay 碎石厚度 10 20 30 40 50 Jw25 1.JW( mm) 0.001 0.002 0.002 0.001 0.002 2.碎石層( mm) 0.012 0.029 0.055 0.084 0.116 4.中等強度黏土層( mm) 1.498 1.463 1.420 1.364 1.301 瞬間合計沉陷量( mm) 1.511 1.494 1.477 1.449 1.419

Jw20 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.002 0.002 0.002 0.001 0.002 2.碎石層( mm) 0.013 0.034 0.065 0.102 0.138 4.中等強度黏土層( mm) 1.847 1.813 1.760 1.696 1.625 瞬間合計沉陷量( mm) 1.862 1.849 1.827 1.799 1.765

Jw15 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2.碎石層( mm) 0.014 0.038 0.073 0.114 0.156 4.中等強度黏土層( mm) 2.265 2.227 2.170 2.108 2.032 瞬間合計沉陷量( mm) 2.279 2.265 2.243 2.222 2.188

Jw10 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 2.碎石層( mm) 0.029 0.070 0.115 0.185 0.235 4.中等強度黏土層( mm) 2.717 2.662 2.609 2.525 2.456 瞬間合計沉陷量( mm) 2.761 2.747 2.739 2.725 2.706

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表 4.3 成果判讀中等強度黏土模擬 9 公尺*14 公尺*5 公尺瞬間沉陷量 一般砂土(Sand)

Sand 碎石厚度 10 20 30 40 50

Jw25 1.JW( mm) 0.001 0.002 0.001 0.001 0.002 2.碎石層( mm) 0.009 0.020 0.035 0.050 0.068 3.砂土層( mm) 1.317 1.283 1.245 1.205 1.160 瞬間合計沉陷量( mm) 1.327 1.305 1.281 1.256 1.230

Jw20 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 2.碎石層( mm) 0.008 0.021 0.036 0.051 0.069 3.砂土層( mm) 1.574 1.537 1.495 1.451 1.401 瞬間合計沉陷量( mm) 1.584 1.559 1.532 1.503 1.471

Jw15 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.004 0.004 0.004 0.005 0.004 2.碎石層( mm) 0.010 0.024 0.042 0.062 0.082 3.砂土層( mm) 1.895 1.857 1.814 1.766 1.715 瞬間合計沉陷量( mm) 1.909 1.885 1.860 1.833 1.801

Jw10 碎石厚度 10 20 30 40 50

1.JW( mm) 0.009 0.009 0.008 0.009 0.009 2.碎石層( mm) 0.015 0.039 0.070 0.101 0.171 3.砂土層( mm) 2.324 2.279 2.234 2.187 2.098 瞬間合計沉陷量( mm) 2.348 2.327 2.312 2.297 2.278

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圖 4.8 JW25G50 軟弱黏土之瞬間沉陷量

由圖 4.8 右下角的向量，沿著箭頭的方向為正，PLAXIS 依照卡笛兒 座標軸來定義，如 Z 軸為向上為正，向下為負，由右邊的圖例可以得知，

偏紅色的値為負的，代表偏紅色的位置是向下沉陷的，偏藍色的値為正 的，代表其向下沉陷量的値並不是那麼大，或者是向上隆起的，因此可 以看出 Z 方向的沉陷主要集中在四輪的中間下方，可對應 3.4 章節之理 論。

依上列分析得出在軟弱黏土中 JW25cm 混凝土碎石 50cm(JW25G50) 其最大瞬間合計沉陷量為 3.23mm，若單以 JW 層之沉陷量為 0.002mm，

碎石層之沉陷量為 0.22mm，軟弱黏土層之沉陷量為 3.08mm，若以圖形 化則為下圖 4.9 各層沉陷量。

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圖 4.9 各層沉陷量

依表 4.1 成果判讀 JW25cm 至 JW10cm 混凝土與碎石 50cm 至 10cm，

搭配軟弱黏土(Soft clay)、中等強度黏土(Medium clay)及一般砂土(Sand) 三種土壤之數據轉化如下圖 4.10，其中砂土因其 E 值較高所以其沉陷量 較 低 ， 因 此 後 續 成 果 討 論 重 點 為 軟 弱 黏 土 (Soft clay)及 中 等 強 度 黏 土 (Medium clay)為主。

圖 4.10.1 JW 與碎石搭配軟弱黏土層之沉陷量

JW 層

碎石層

軟弱土層

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

0 10 20 30 40 50 60

沉陷量厚度(mm)

碎石厚度(cm)

Soft clay

JW25 JW20 JW15 JW10

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圖 4.10.2 JW 與碎石搭配中等強度黏土之沉陷量

圖 4.10.3 JW 與碎石搭配砂土層之沉陷量

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

0 10 20 30 40 50 60

沉陷量厚度(mm)

碎石厚度(cm)

Sand

Jw25 Jw20 Jw15 Jw10 0.00

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

0 10 20 30 40 50 60

沉陷量厚度(mm)

碎石厚度(cm)

Medium clay

Jw25 Jw20 Jw15 Jw10

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0.002 0.003 0.003 0.003 0.002 0.020 0.051 0.099 0.151 0.220 3.453 3.376 3.282 3.159 3.008

3.475 3.430 3.384 3.313 3.230

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

0 10 20 30 40 50

沉陷量(mm)

碎石厚度(cm)

JW25各層沉陷量

JW( mm) 碎石層( mm) 軟弱黏土層( mm) 總沉陷量( mm)

Softclay

依 JW25cm 混凝土及軟弱黏土(Soft clay)，搭配碎石 10cm 至 50cm (以 下採用 JW25 Soft clay 表示)，其圖形表示如圖 4.11 JW25 Soft clay 各層 沉陷量趨勢圖，其中 JW 層沉陷量均在 0.002mm 至 0.003mm，表示 JW25cm 混凝土厚度強度足以承擔上層壓力。碎石厚度越厚沉陷量越大，

但沉陷量均在 0.02 至 0.22mm，依其沉陷值均很小可視為自重之沉陷。

軟弱黏土(Soft clay)依碎石厚度越厚則沉陷量越小，可表示因上層之碎石 厚度及頂層 JW 關係，承受大部分載重原因，詳圖 4.12 JW25G50 Softclay 沉陷量圖。

圖 4.13 為 Y 方向的位移圖，如上所述，以此方向觀察得到紅色 部分為向左位移，藍色為向右位移，依照卡式座標來定義車輪前進方向 之沉陷量受較大，則車輪後方則產生向上隆起。

圖 4.11 JW25 Soft clay 各層沉陷量趨勢圖

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圖 4.12 JW25G50 Soft clay 沉陷量圖

圖 4.13 JW25G50 Soft clay Y 向沉陷量圖

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